二叉树平衡因子

一、二叉树的基本概念

二叉树:二叉树是每个节点最多有两个子树的树结构。

根节点:一棵树最上面的节点称为根节点。

父节点子节点:如果一个节点下面连接多个节点,那么该节点称为父节点,它下面的节点称为子 节点。

叶子节点:没有任何子节点的节点称为叶子节点。

兄弟节点:具有相同父节点的节点互称为兄弟节点。

节点度:节点拥有的子树数。上图中,13的度为2,46的度为1,28的度为0。

树的深度:从根节点开始(其深度为0)自顶向下逐层累加的。上图中,13的深度是1,30的深度是2,28的深度是3。

树的高度:从叶子节点开始(其高度为0)自底向上逐层累加的。54的高度是2,根节点23的高度是3。

对于树中相同深度的每个节点来说,它们的高度不一定相同,这取决于每个节点下面的叶子节点的深度。上图中,13和54的深度都是1,但是13的高度是1,54的高度是2。

 

 

a)平衡二叉树

此节点往下 左子树深度 - 右子树深度=平衡因子

1:5的结点平衡因子就是 3 - 2 = 1;以5为跟节点,5的深度是0,2 1 4 3都是以5为跟节点的左子树 6 7 都是以5为跟节点的右子树

深度对应:5深度为:0 2深度为:1 1和4深度为:2 3深度为:3 6深度为:1 7深度为:2

左子树深度3 右子树深度2

2:2的结点平衡因子就是 1 - 2 = -1;

屏蔽2以上的节点 此时以2为跟节点:左子树

2深度为:0 1深度为:1  4深度为:1 3深度为:2

左子树深度1 右子树深度2

3:4的结点平衡因子就是 1 - 0 = 1;

4为跟节点 屏蔽其他

4深度为:0 3深度为:1 左子树深度1 右子树深度0

4:6的结点平衡因子就是 0 - 1 = -1;

叶子结点都是为 0;

(b)不平衡二叉树

此节点往下 左子树深度- 右子树深度=平衡因子

3 的结点平衡因子就是 2 - 4 = -2;

1 的结点平衡因子就是 0 - 1 = -1;

4 的结点平衡因子就是 0 - 3 = -3;

5 的结点平衡因子就是 0 - 2 = -2;

6 的结点平衡因子就是 0 - 1 = -1;

叶子结点都是为 0;

在C语言中,我们可以使用结构体来表示二叉树节点,并编写一个函数计每个节点的平衡因子平衡因子是左子树的高度减去右子树的高度。下面是一个简单的示例: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 定义二叉树节点结构 typedef struct TreeNode { int val; // 节点值 struct TreeNode *left; // 左子树指针 struct TreeNode *right; // 右子树指针 } TreeNode; // 计平衡因子的辅助函数 int getBalanceFactor(TreeNode* node) { if (node == NULL) return 0; int leftHeight = getHeight(node->left); int rightHeight = getHeight(node->right); return leftHeight - rightHeight; } // 获取树高度的辅助函数 int getHeight(TreeNode* node) { if (node == NULL) return 0; return 1 + max(getHeight(node->left), getHeight(node->right)); } // 创建新节点的函数 TreeNode* createNode(int val) { TreeNode* newNode = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode)); newNode->val = val; newNode->left = NULL; newNode->right = NULL; return newNode; } int main() { // 构建一个示例二叉树 TreeNode* root = createNode(1); root->left = createNode(2); root->right = createNode(3); root->left->left = createNode(4); root->left->right = createNode(5); printf("Root balance factor: %d\n", getBalanceFactor(root)); // 清理内存 freeNode(root); // 自定义的释放节点函数 return 0; } ``` 这个程序首先定义了二叉树节点结构,然后实现了`getBalanceFactor`和`getHeight`两个辅助函数。在`main`函数中,我们创建了一个二叉树并打印出根节点的平衡因子
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